[發明專利]一種時鐘信號提純優化裝置

在審

• 申請號: 202211313439.0
• 申請日: 2022-10-25
• 公開（公告）號: CN115473528A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 高超;李華;劉暢;趙鑫寶
• 申請（專利權）人: 成都同相科技有限公司
• 主分類號: H03L7/16
• 分類號: H03L7/16
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 徐立寧

本發明公開了一種時鐘信號提純優化裝置，包括頻差或相差測量單元、信號處理單元和高穩晶振單元，所述頻差或相差測量單元、信號處理單元和高穩晶振單元依次連接，所述高穩晶振單元的輸出端還與頻差或相差測量單元的輸出端相連接。本發明由于信號處理過程的環路帶寬、增益幅度、控制方式和濾波方式均可以靈活配置，因此可以實現常規模擬鎖相環不方便實現的窄帶鎖相功能，對輸入信號的相噪優化區間可以靈活選擇和配置，且本發明結構較為簡單，功耗低，頻率跟蹤精度高。

技術領域

本發明涉及信號處理領域技術領域，尤其涉及一種時鐘信號提純優化裝置。

背景技術

射頻信號中有多種噪聲，通常比較關鍵的是相位噪聲和短期穩定度。相位噪聲(Phase noise)是指系統(如各種射頻器件)在各種噪聲的作用下引起的系統輸出信號相位的隨機變化，它是衡量頻率標準源(高穩晶振、原子頻標等)頻穩質量的重要指標，隨著頻標源性能的不斷改善，相應噪聲量值越來越小，因而對相位噪聲譜的測量要求也越來越高；短期穩定度是指信號的頻率在短時間內的隨機變化程度。

由于相位噪聲和短期穩定度可以相互轉化，故下文中僅以相位噪聲代替。在時間頻率設備中，由原子鐘或高穩晶振生成的低噪聲信號往往是系統的核心時鐘，作為基準生成其它頻率的信號。

因此，在時間頻率領域對信號相位噪聲的要求非常高，為滿足用戶的使用需求往往需要對信號產生、處理和傳輸的過程中引入的噪聲進行有效抑制和消除。現有技術當中，主要采用鎖相環系統來優化信號的相位噪聲，但是常規鎖相環系統存在鎖相環路帶寬較寬，近端噪聲無法有效去除的缺點。

發明內容

本發明為了優化信號的相位噪聲(尤其是高性能時鐘信號的相位噪聲)，提出了一種時鐘信號提純優化裝置，通過對輸入信號和受控晶振頻率的數字化測量，并對數值進行數字運算和濾波，反饋控制高性能恒溫晶振，實現低偏置頻率下(1Hz以下)就可以對輸入信號進行信號提純和相噪優化。克服了現有的常規鎖相環系統鎖相環路帶寬較寬，近端噪聲無法有效去除的缺點。

本發明的目的是采用以下技術方案實現的：一種時鐘信號提純優化裝置，包括頻差或相差測量單元、信號處理單元和高穩晶振單元，所述頻差或相差測量單元、信號處理單元和高穩晶振單元依次連接，所述高穩晶振單元的輸出端還與頻差或相差測量單元的輸出端相連接。

進一步的，所述頻差或相差測量單元與待凈化提純的輸入信號F₁之間還設置有倍頻器1和混頻器1，其中，倍頻器1的輸入端與輸入信號F₁相連接，輸出端與混頻器1的輸入端相連接，混頻器1的輸出端與頻差或相差測量單元的輸入端相連接。

進一步的，所述頻差或相差測量單元的輸出端與信號處理單元相連接，所述信號處理單元的輸出端與受控源相連接。

進一步的，所述受控源的輸出端與功分器1相連接，所述功分器1將受控源的輸出信號F₀功分為3路，其中第一路為輸出，第二路與倍頻器2相連接，第三路與頻率綜合器相連接。

進一步的，所述倍頻器2的輸出端與頻差或相差測量單元的輸入端相連接。

進一步的，所述倍頻器2與頻差或相差測量單元之間還設置有混頻器2。

進一步的，所述頻率綜合器的輸出端與功分器2的輸入端相連接，所述功分器2的輸出端分別與混頻器1的輸入端和混頻器2的輸入端相連接，所述混頻器1的輸出端和混頻器2的輸出端均與頻差或相差測量單元的輸入端相連接。

進一步的，所述高穩晶振單元為受控源，所述受控源為模擬壓控晶振和數字頻率綜合器中的一種。

本發明的有益效果在于：本發明由于信號處理過程的環路帶寬、增益幅度、控制方式和濾波方式均可以靈活配置，因此可以實現常規模擬鎖相環不方便實現的窄帶鎖相功能，對輸入信號的相噪優化區間可以靈活選擇和配置；本裝置結構較為簡單，功耗低，頻率跟蹤精度高。

附圖說明